材料专业《无机化学》课程教学模式的改革探索

李芹　董丽敏　汤卉

摘 要：《无机化学》课程是无机非金属材料专业本科生的一门通识必修课。文章针对目前无机化学的教学现状，从材料科学与工程专业角度，阐述了该课程在教学内容、教学方法、考核方式等方面改革的实践经验。旨在贯彻以生为本的理念，提高教学质量。

关键词：无机化学；课程；本科教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）03-0104-03

引言

《无机化学》是无机非金属材料专业本科生的一门通识必修课。该课程涉及无机物的组成、结构、性质以及化学反应过程，主要包括基础理论和元素理论两大部分，主要介绍原子结构、元素周期性、分子结构、晶体结构、化学热力学、化学动力学、电化学等概念、原理及元素化学知识。

该课程与高中化学课程相衔接，但在广度与深度上较之中学化学都有较大的提高和扩展，具有较强的理论性和实用性，课程通常开设在第一学期，对于帮助学生进入大学角色，了解大学课堂，转变学习观念，巩固专业学习思想具有重要的影响。无机化学的教学质量和教学效果不仅直接影响学生对后续专业课程的学习，同时，对培养人才的思维模式及知识体系的构建起着非常重要的作用。[1]

为了激发学生的学习兴趣，提高该课程的教学质量，培养学生发现问题、分析、解决一般无机化学问题的能力，我们对《无机化学》课程教学中存在的问题进行了分析，从教学内容、教学方法及考核方式等方面进行了积极的探索。

一、《无机化学》课程的教学现状

目前在高等院校《无机化学》的教学过程中，存在着不利于学生提高科学素质的一些问题，主要包括以下几方面：

（一）教學内容缺乏针对性

传统的无机化学教学存在着内容多、课时少、教学内容脱离生活等问题，导致学生考试前突击背笔记，专业技术知识与解决实际问题严重脱节。同时，对于刚从高中考入大学的大一新生来说，突然在有限学时内掌握内容庞杂且理论性较强的无机化学课程，很容易产生畏难情绪而丧失学习兴趣。

（二）教学方法相对枯燥

无机化学知识点较多，内容抽象，学生理解起来较为困难，按照传统的授课方式，花费大量时间在板书上，尤其是一些板书难以表示的内容，比如原子、分子的结构及固体的结构与性质几个章节的内容，会涉及到原子轨道、电子云、分子的空间结构、晶体的结构等，由于缺少形象生动的描述，会使学生难以理解而失去学习的兴趣。

（三）考核方法单一

传统的考核方式强调结果考核，造成学生平时学习不积极，期末考试前突击复习，很难全面、公正、真实地反映学生平时的学习状况。

针对无机化学课程存在的一些问题，有必要对课程的教学内容和教学方法进行改革。因此，为了适应形势发展的要求，我们提出对现有无机化学教学内容及教学方法进行改革，根据无机非金属材料专业特点，研究符合无机非金属材料专业的新的无机化学课程教学模式并更新教学内容，使之适应创新人才的培养。这对于学生综合素质的提高和创新能力的培养，对于提高本科教学水平具有十分重要的意义。[2]

二、教学内容的改革措施

针对哈尔滨理工大学无机非金属材料工程专业的专业特点和培养计划，《无机化学》课程选用天津大学颜秀茹编写的《无机化学》作为教材。

（一）教学内容更注重方向性

在保持课程整体性、系统性的基础上，紧密结合无机非金属材料专业的特点，选取教学内容，在突出知识主线的前提下，把教学内容与专业知识紧密结合起来。在内容的讲授上，结合本专业老师在无机非金属材料方面的研究成果，积极引入与推介前沿学科的新思想、新观点，使学生开阔眼界，使教学内容更加丰富，同时培养学生主动探索知识的能力。例如，在讲授化学反应速率时，结合实验室溶液中进行的多相反应，强调搅拌、或者超声等方法等的意义。

（二）教学内容适当精简

无机化学课程内容多，但理论课时只有48学时，因此，根据学生的具体情况，专业特点及后续课程需要，从宏观上对教学内容进行把握，在讲授该课程时对教材中的内容进行了适当的删减，使教学内容详略得当。

化学反应的方向、速率及限度（10学时）：主要讲授热力学基本概念、吉布斯自由能及其计算、化学反应的自发性、吉布斯自由能和平衡常数的关系、化学平衡及其移动；反应速率的基本概念及其影响因素。酸碱反应和沉淀反应（8学时）：主要讲授酸碱理论、解离平衡及解离常数、稀释定律、离子浓度计算、解离平衡移动、同离子效应、缓冲溶液、盐类水解、难溶电解质的溶度积规则、沉淀溶解与转化。氧化还原反应（6学时）：主要讲授氧化还原反应配平、原电池、能斯特方程、电极电位的应用。物质结构（18学时）：主要讲授原子光谱及能级、核外电子运动状态、核外电子排布及元素周期律、元素性质与原子结构的关系、价健理论、杂化轨道理论、分子轨道理论、分子间力和氢键、晶体及其基本类型、离子晶体、非离子晶体、离子极化、配位化合物、配位化合物的价健理论、配位化合物在水溶液中的稳定性。元素概论（6学时）：主要讲授卤素、氧族元素、氮族元素、过渡元素通性及铁钴镍。[3]

从教学内容可以看出，本课程的基本概念、基本定律较多，公式较多，计算量较大，而且章节之间的衔接性较大，比如化学反应的方向、速率和限度引入了吉布斯自由能和平衡常数，而紧接着酸碱反应、沉淀反应和氧化还原反应等部分的内容都需要这部分的知识作为基础。一旦学生掌握不好前面的知识点，对后续知识点的理解就有困难，以至于失去对本课程的学习兴趣。因此，针对相应的教学内容，在教学过程中选择合适的教学方法和手段调动学生学习的积极性是非常重要的。[4]

三、教学方法的改革实施

在教学过程中，针对不同的内容选用不同的教学方法。做到精讲、略讲和自学相结合。对于重点内容采用精讲多练的方式，对基本知识体系讲深讲透。对于与中学化学内容重复的部分（如化学反应中的质量关系和能量关系、部分化学反应原理）采用学生自学和教师略讲的形式。对于有的知识点，后续课程（如物理化学、结晶学等）会深入学习的，做到“点到为止”。对于内容庞杂、易于理解难于记忆的元素化学部分，采用学生自学教师概括总结，打破原有元素化学的知识结构编排，把众多化学元素按性质分为几个元素群，对每一元素群重点讲述元素及化合物的通性和变化规律，提高授课效率，使学生知识系统化。

由于课程中知识点繁杂、概念及公式多，为了帮助学生记忆和理解，我们及时对相应的知识点进行归纳总结，及时提升教学效果。

（一）板书教学结合多媒体教学

制作无机化学课程的课件，采用现代化教学手段，利用多媒体结合板书进行该课程的教学，实现现代教学手段和传统优良教学方法的结合，突出了教学的重点和难点。对于课程的重点和难点，要放慢上课的节奏，主要采用板书的形式，让学生跟着老师的思路听课。而对于板书难以实现的内容，如原子、分子的结构及固体的结构与性质几个章节中涉及到的原子轨道、电子云、分子的空间结构、晶体的结构等采用多媒体的形式，利用多媒体课件中的动画、图片、视频的形式展现出来，使学生更好的理解知识点，充分调动学生的学习兴趣。同时，在使用多媒体课件时也注意与板书写结合，避免单纯使用多媒体课件而造成学生记不下笔记，所学知识来不及消化吸收等问题。

（二）启发式教学，注重师生互动

在教学过程中提出问题，采用学生分组分析讨论的形式，提高学生解决问题的能力，活跃课堂气氛，增加师生的课堂互动，激发学生学习兴趣。根据课程内容，组织和引导学生，对比、归纳，揭示无机化学的内在规律。就学习中发现的问题，组织课上分析讨论，培养学生的分析、理解和归纳能力。[5，6]

将简单易学的章节，布置为自学内容，对于难以理解的知识点重点讲述。同时，考虑到学生为大一新生，由于习惯了高中期间老师主导学习，大一新生往往在學习上存在很大的惰性，很大程度上依赖教师，因此，为了增强学生学习的主动性和自学能力，鼓励学生自己做简短课件，将自己学习的知识点总结，然后自己作老师以授课方式进行学习，其他同学可以对其提问和讨论。逐步培养学生学习的积极性和主动性。

注重师生互动，课堂上提出问题，引导学生回答，通过提问让学生参与到课堂中。比如，氧化还原反应中关于氧化还原方程式的配平，教师先举例讲解，强调步骤及注意事项。再由学生进行课堂练习，可选择由一至两名学生在黑板上练习，其他学生在作业纸上完成。通过学生的完成情况，检查学生的掌握程度，发现容易出现错误的地方，并及时强调和指正。

（三）课后作业及答疑

《无机化学》课程涉及到的基本概念、公式较多，需要大量的计算，因此，布置一定量的课后习题，并就学生普遍难以理解的习题进行课上讲解，使学生能够及时巩固和提高对课上所学基本概念、基本定律的理解和应用能力。同时，随机抽取学生对已做作业进行讲解，根据学生作业完成情况和讲解情况评定作业成绩。这样，在一定程度上可以减少作业的抄袭，提高作业完成质量。另外，根据学生的学习情况适当设置注重能力考核、综合程度高的作业，以引导学生自主学习。使教学中教师的“教”转变为学生主动的“学”。通过无机化学涉及的基本原理，结合国家相关领域的技术经济政策、环保要求和市场需求等，让学生通过查阅相关文献资料，理解无机化学的具体应用及其改进策略，在这个过程中强调协作意识、文献检索能力以及创新意识的培养。

四、考核方法的改革实施

实行多形式多阶段的考核方式。考试方式从结果考核向过程考核转变，采取学习过程的阶段性考核和和期末闭卷考试相结合的方式，鼓励学生注重学习的效果和课程学习中能力的培养，为学生的学习提供目标指向，有利于学生综合素质的培养。[7]

成绩包括期末考试成绩、平时成绩（包括作业、课堂表现），不再以一张试卷定成绩。平时布置注重能力考核、综合程度高的课后作业，来引导学生自主学习；随堂作业能加强和督促学生及时认真复习所讲授知识点，以督促学生学习，检查其学习效果。课堂表现包括学生的出勤、回答问题情况、讨论情况及课堂笔记记录情况。为了营造良好的学习氛围，提高学生的自主学习能力，要求学生记课堂笔记，并将课堂笔记记录情况作为平时成绩的一部分进行记载；通过多种方式在课上课下督促和检查学生记笔记。课程的基本原理及基本知识的考察主要是通过期末考试闭卷方式进行考核。期末考试成绩所占总成绩比例为70%，平时成绩（包括作业、课堂表现）占总成绩的比例为30%。这样有利于学生在平时对知识点的掌握。

五、结束语

总之，根据哈尔滨理工大学无机非金属材料专业的培养方案和培养目标，并结合无机化学课程的特点以及材料专业的科研优势，我们对无机化学课程的教学内容、教学方法及考核方式进行了改革与创新，取得了良好的效果。在教学过程中，我们深切的认识到要上好一门课，不仅需要教师有认真的教学态度、深厚的专业知识，还需要科学的教学方法。

参考文献

[1]徐志珍，张敏，田振芬.无机化学课程教学的思考[J].化工高等教育，2012（2）：102-104.

[2]韩世莲.做好创新课堂教学培养新时期创新人才[J].教育教学论坛，2016，37：118.

[3]杨宏孝，颜秀茹.无机化学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[4]张泽会，刘冰，黄涛，等.元素无机化学教学中“归纳总结法”[J].广东化工，2012，39：153.

[5]彭芬，刘李豫.基于问题的启发式教学方法与实践——以“组织行为学”本科教学为例[J].中国大学教学，2013，3：65.

[6]张金学，张宝歌.构建探究讨论式教学课堂教学质量[J].中国高等教育，2011，23：32.

[7]卢声，姜键，杨梅，等.无机化学课程考试改革研究初探[J].高教学刊，2016，6：155.